KR20100032035A - 센서 노드의 그룹 설정 장치 및 그 방법 - Google Patents

센서 노드의 그룹 설정 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 센서 노드를 마스터의 그룹으로 설정하는 센서 노드의 그룹 설정 장치 및 그 방법에 있어서, 센서 노드에서 출력되는 통신 신호의 세기를 줄이고, 마스터에서 통신 신호가 수신되면, 통신 신호를 발신한 센서 노드를 자신의 그룹으로 설정하는 센서 노드의 그룹 설정 장치의 구성과 방법으로 센서 노드를 정확하게 마스터의 그룹으로 설정할 수 있다.

Description

센서 노드의 그룹 설정 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR SETTING GROUP OF SENSOR NODE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 센서 노드의 그룹 설정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 센서 노드를 마스터의 그룹으로 설정하는 센서 노드의 그룹 설정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
센서 네트워크(Sensor network)란 사용자가 소지한 이동 가능한 임의의 사물 즉, 센서 노드(Sensor node) 사이의 근거리 무선 통신을 통하여 데이터 인터페이스를 행하는 가상 네트워크를 일컫는다. 이러한 센서 노드는 컴퓨팅 파워가 부여된 센서로서, 센서 네트워크를 구성하는 지능형 통신 디바이스를 말하며, 센서 영역에서 온도, 습도, 조도 및 자외선과 같은 물리적인 센서데이터를 수치적으로 측정하여 사용자가 전달받을 수 있도록 구성된다.
한편, 사용자 또는 사용상의 필요에 의해 사용되는 센서 노드의 수와 종류가 기하 급수적으로 많아짐에 따라 센서 노드의 에너지 효율을 높이고 데이터 전송의 신뢰성을 높이기 위해 센서 노드를 마스터의 그룹으로 설정하고, 센서 노드에서 감지한 센서데이터를 마스터가 수집하여 사용자에게 전달할 수 있도록 하였다.
이때, 마스터는 자신의 통신 영역 내에 있고, 자신과 채널 및 네트워크 아이디가 같은 센서 노드를 자신의 그룹으로 설정하였지만, 채널 및 네트워크 아이디가 같은 복수의 마스터가 근접하게 위치하고, 이 마스터들의 통신 영역이 중복되는 영역에 이 마스터와 채널 및 네트워크 아이디가 같은 센서 노드가 존재할 경우, 이 센서 노드의 통신 신호를 각각의 마스터에서 수신하여 서로 자신의 그룹으로 설정하기 때문에 그 센서 노드가 속하는 마스터의 그룹으로 정확하게 설정하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 사상은 센서 노드의 정상 세기보다 낮은 세기의 통신 신호에 기초하여 센서 노드를 마스터의 그룹으로 설정하는 센서 노드의 그룹 설정 장치를 제공함에 있다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드의 그룹 설정 방법은 센서 노드에서 출력되는 통신 신호의 세기를 줄이고, 마스터에서 통신 신호가 수신되면, 통신 신호를 발신한 센서 노드를 자신의 그룹으로 설정한다.
센서 노드를 그룹으로 설정한 후, 센서 노드의 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경한다.
이때, 변경은 자동으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 변경은 사용자에 의해 수동으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
한편, 마스터는 그룹으로 설정된 센서 노드에 대하여 그룹 번호를 할당한다.
그리고, 그룹 설정을 위한 모드는 전원이 켜지면 자동으로 진입하는 것을 특징으로 한다.
또, 그룹 설정을 위한 모드는 사용자에 의해 수동으로 진입하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드의 그룹 설정 장치는 그룹 설정 시 통신 신호의 세기를 줄이는 센서 노드와, 통신 신호가 수신되면, 통신 신호를 발신한 센서 노드를 자신의 그룹으로 설정하는 마스터를 포함한다.
여기서, 센서 노드는 그룹 설정 후, 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경한다.
이때, 변경은 자동으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 변경은 사용자에 의해 수동으로 변경하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 그룹 설정을 위한 모드는 전원이 켜지면 자동으로 진입하는 것을 특징으로 한다.
또, 그룹 설정을 위한 모드는 사용자에 의해 수동으로 진입하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드의 그룹 설정 장치 및 그 방법에 따르면, 정상 세기보다 낮은 세기의 통신 신호를 출력하는 센서 노드를 사용자가 원하는 마스터에 근접시켜 그룹화를 진행함으로써 센서 노드를 사용자가 원하는 마스터의 그룹으로 정확하게 설정할 수 있다.
즉, 채널 및 네트워크 아이디가 같은 복수의 마스터의 통신 영역이 중복되는 영역에 이 마스터와 채널 및 네트워크 아이디가 같은 센서 노드가 존재하더라도 센서 노드를 사용자가 원하는 마스터의 그룹으로 정확하게 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드의 그룹 설정 장치의 전체 구성도로서, 도 1에서 센서 노드의 그룹 설정 장치(1)는 센서 노드(Sensor node : 10)와 하나 이상의 마스터(Master : 20a~20n)를 구비하고, 마스터(20a~20n)에서 수집한 센서 노드(10)의 센서데이터를 이용하여 센서 네트워크를 구성하고 관리하는 관 리서버(30)를 더 구비한다.
센서 노드(10)는 물리적인 센싱 기능을 갖는 노드로서, 자신에게 장착된 센서를 이용하여 온도, 조도, 습도, 압력, 소리 등의 여러 가지의 물리량 즉, 센서데이터를 검출하고 이를 디지털 신호로 변환하여 마스터(20a~20n)로 전송하는 역할을 수행한다.
마스터(20a~20n)는 동일한 네트워크 필드(Network field) 내에 존재하고, 자신의 그룹으로 설정된 센서 노드(10)들의 통신을 제어하며, 각 센서 노드(10)의 센서데이터를 수집하여 집적하고, 집적된 센서데이터를 관리서버(30)로 전송하는 역할을 수행한다.
복수의 센서 노드(10)와 마스터(20a~20n)는 근거리 무선 통신을 통해 상호간 제어명령 및 센서데이터 등과 같은 각종 데이터를 주고 받아 통신을 수행하는데 여기서, 근거리 무선 통신이란 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth) 및 NFC(Near Field Communication) 등과 같이 비교적 가까운 거리에 있는 디바이스 간에 통신하는 기술을 말한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드의 그룹 설정 장치 중 센서 노드와 마스터의 상세 구성도이며, 도 3은 센서 노드와 센서 노드의 통신 영역에 존재하는 복수의 마스터를 보여주는 도면이다.
도 2에서 센서 노드(10)는 입력부(11), 감지부(12), 제어부(14), 저장부(16) 및 통신부(18)를 포함한다.
입력부(11)는 센서 노드(10)의 외부에 마련되고, 키패드 등을 통해 사용자가 원하는 센서 노드(10)의 다양한 설정기능을 입력받는다.
구체적으로 입력부(11)는 그룹 설정 모드에 진입하기 위한 버튼 및 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경하기 위한 버튼 등을 구비하여 사용자에 의해 수동으로 그룹 설정 모드에 진입할 수 있도록 하거나 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경할 수 있도록 구성된다.
감지부(12)는 온도, 조도, 습도, 압력, 소리 등과 같이 여러 가지의 물리량을 검출하는 센서로서, 예를 들어, 센서 노드(10)가 온도데이터를 검출하는 노드일 경우에는 감지부(12)는 온도센서를 말한다.
제어부(14)는 센서 노드(10)의 전반적인 동작을 제어하며, 센서 노드(10)를 마스터(20)의 그룹으로 설정하고자 할 경우, 통신 신호의 세기가 줄어들게 한다. 즉, 제어부(14)는 전파 감도(수신 신호 세기: Received Signal Strength Indicator(RSSI))의 세기를 정상 세기보다 낮게 출력하여 이를 마스터가 수신하여 그룹으로 설정하는데 이용하도록 한다.
위 내용을 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 제1 센서 노드(10a)는 제1 마스터(20a)의 그룹으로 설정되고, 제2 센서 노드(10b)는 제3 마스터(20c)와 그룹으로 설정되어야 할 경우, 제1 센서 노드(10a)의 통신 영역인 A 영역 내에 제1 센서 노드(10a)와 채널 및 네트워크 아이디가 같은 복수의 마스터 즉, 제1 및 제2 마스터(20a, 20b)가 존재하므로 제1 센서 노드(10a)는 제1 마스터(20a)뿐만 아니라 제2 마스터(20b)의 그룹으로 설정될 수 있다.
그리고, 제2 센서 노드(10b)의 통신 영역인 C 영역 내에 제2 센서 노드(10b) 와 채널 및 네트워크 아이디가 같은 제2 및 제3 마스터(20b, 20c)가 존재하므로 제2 센서 노드(10b)는 제3 마스터(20c)뿐만 아니라 제2 마스터(20b)의 그룹으로 설정될 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 센서 노드(10a, 10b)는 자신의 통신 영역 내에 존재하는 각각의 마스터와 통신하여 그룹으로 설정될 수 있기 때문에 자신이 속해야 하는 제1 및 제3 마스터(20a, 20c)의 그룹으로 정확하게 설정되지 못하게 된다.
이때, 제어부(14)에서 제1 및 제2 센서 노드(10a, 10b)에서 출력되는 통신 신호의 세기를 줄이게 되면, 제1 센서 노드(10a)의 통신 영역은 A 영역에서 B₁영역으로 줄어들게 되고, 제2 센서 노드(10b)의 통신 영역은 C 영역에서 D₁영역으로 줄어들게 되어 제1 및 제2 센서 노드(10a, 10b)는 어느 마스터와도 통신할 수 없게 된다.
다음으로, 사용자가 제1 센서 노드(10a)를 P₁지점으로 이동시키면, 제1 센서 노드(10a)의 통신 영역은 B₂영역이 되기 때문에 제1 센서 노드(10a)는 제1 마스터(20a)와 통신하게 되어 제1 마스터(20a)의 그룹으로 설정할 수 있고, 또한, 사용자가 제2 센서 노드(10b)를 P₂지점으로 이동시키면, 제2 센서 노드(10b)의 통신 영역은 D₂영역이 되기 때문에 제2 센서 노드(10b)는 제3 마스터(20c)와 통신하게 되어 제3 마스터(20c)의 그룹으로 설정할 수 있게 된다.
이처럼, 사용자는 제1 및 제2 센서 노드(10a, 10b)를 자신이 원하는 마스터의 근처로 이동시켜 그룹화를 진행함으로써 제1 및 제2 센서 노드(10a, 10b)를 사용자가 원하는 마스터의 그룹으로 보다 정확하게 설정할 수 있게 한다.
한편, 센서 노드(10)를 사용자가 원하는 마스터(20)의 그룹으로 설정하기 위하여 그룹 설정 모드에 진입하는 과정이 선행되어야 하는데, 센서 노드(10)에서 전원이 켜지면, 제어부(14)에서는 자동으로 그룹 설정 모드에 진입할 수 있도록 제어하거나 입력부(11)를 통해 사용자가 그룹 설정 모드의 진입을 위한 입력버튼을 선택하면, 제어부(14)에서는 이를 수신하여 그룹 설정 모드에 진입할 수 있도록 제어한다.
또한, 제어부(14)는 센서 노드(10)를 마스터(20a)의 그룹으로 설정한 후, 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경한다.
이때, 제어부(14)는 통신 신호의 세기를 자동으로 변경하거나 사용자에 의해 수동으로 변경할 수 있는데, 자동으로 변경하는 것은 센서 노드(10)에서 마스터(20a)의 그룹으로 설정되면, 제어부(14)에서 통신 신호의 세기가 정상 세기로 자동으로 변경되도록 제어한다.
그리고, 사용자에 의해 수동으로 변경할 경우, 입력부(11)를 통해 사용자가 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경하기 위한 입력버튼을 선택하면, 제어부(14)는 이를 수신하여 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경한다.
저장부(16)는 센서 노드(10)의 고유 식별 정보, 채널정보 및 네트워크 아이디를 저장한다.
여기서, 센서 노드(10)의 고유 식별 정보는 센서 노드(10)를 식별하기 위한 정보이며, 채널정보는 센서 노드(10)가 사용하는 채널에 대한 정보 및 네트워크 아이디는 센서 노드(10)가 네트워크 통신하는데 이용되는 네트워크 아이디를 말한다. 이러한 저장부(16)는 디램(Direct Random Access Memory: DRAM), 에스디램(Syncronous DRAM: SDRAM), 알디램(Rambus DRAM: RDRAM), 디디알램(Double rate DRAM: DDRAM), 에스램(Static Random Access Memory: SRAM)과 같이 센서 노드(10)의 고유 식별 정보, 채널정보 및 네트워크 아이디를 저장할 수 있는 저장매체이다.
통신부(18)는 감지부(12)에서 감지한 센서데이터를 그룹으로 설정된 마스터(20a)로 송신하거나 그룹으로 설정된 마스터(20a)와 통신하기 위한 통신 신호를 송수신한다.
하기에서는 마스터(20a~20n)를 구성하고 있는 제어부(22), 저장부(24) 및 통신부(26)에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
제어부(22)는 마스터(20a~20n)의 전반적인 동작을 제어하며, 그룹 설정 모드에서 통신부(26)를 통해 통신 신호가 수신되면, 통신 신호를 발신한 센서 노드(10)를 자신의 그룹으로 설정하는 동작을 수행한다.
또한, 제어부(22)는 그룹으로 설정된 센서 노드(10)에 대하여 그룹 번호를 할당하는데, 일예로 마스터(20a)의 센서 노드(10)에 대하여 그룹 번호 1을 할당하고, 마스터(20b)의 센서 노드(10)에 대하여 그룹 번호 2를 할당함으로써 관리서버(30)에서 센서데이터를 전달받을 때 그룹으로 설정된 센서 노드(10)를 보다 용이하게 확인할 수 있게 한다.
저장부(24)는 고유 식별 정보, 채널정보 및 네트워크 아이디를 저장하고, 자신의 그룹으로 설정된 센서 노드(10)의 고유 식별 정보를 저장한다. 이처럼, 저장부(24)에서 자신의 그룹으로 설정된 센서 노드(10)의 고유 식별 정보를 저장함으로 써 자신의 그룹으로 설정된 센서 노드(10)와 지속적으로 통신할 수 있도록 한다.
통신부(26)는 센서 노드(10)의 통신 신호 및 센서데이터를 수신하거나 센서 노드(10)와의 그룹 설정이 완료되었음을 알려 주는 신호 등을 송신하는 역할을 수행한다.
하기에서는 상기와 같이 구성된 센서 노드의 그룹 설정 장치의 그룹 설정 과정을 설명한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드의 그룹 설정 장치의 그룹 설정 과정을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 센서 노드(10)는 그룹 설정 모드에 진입하였는지 판단한다(S100). 이때, 그룹 설정 모드는 센서 노드(10)의 전원이 켜지면, 자동으로 진입하거나 사용자가 센서 노드(10)의 입력부(11)에 있는 그룹 설정 모드의 진입버튼을 선택하면, 수동으로 진입할 수 있다.
100단계에서 센서 노드(10)가 그룹 설정 모드에 진입하면(100단계의 '예'), 센서 노드(10)는 정상 세기보다 낮은 세기의 통신 신호를 출력한다(S110).
다음으로, 도 3을 참조하여 상술한 바와 같이, 사용자가 제1 및 제2 센서 노드(10a, 10b)를 자신이 원하는 마스터인 제1 및 제3 마스터(20a, 20c)의 그룹으로 설정하기 위해 P₁및 P₂지점으로 각각 이동시키면, 제1 및 제3 마스터에서는 통신부(26)를 통해 통신 신호가 수신되는지 판단한다(S120).
120단계에서 마스터는 통신 신호가 수신되면, 통신 신호를 발신한 센서 노드(10)를 자신의 그룹으로 설정한다(S130).
상기한 바와 같이, 센서 노드(10)에서 출력되는 통신 신호의 세기를 정상 세기보다 낮추는 이유는 센서 노드(10)와 채널 및 네트워크 아이디가 같고 그룹으로 설정하고자 하는 마스터(20a)의 근처에 이 마스터(20a)와 채널 및 네트워크 아이디가 같은 다른 마스터(20b)가 존재할 경우, 센서 노드(10)에서 통신 신호를 정상 세기로 출력하면, 이 통신 신호를 다른 마스터(20b)에서 수신하여 그룹화를 진행할 수 있기 때문에 이러한 문제점을 방지하기 위해 센서 노드(10)에서 출력되는 통신 신호의 세기를 줄이는 것이고, 또한 통신 신호의 세기가 감소된 센서 노드(10)를 마스터(20a)의 그룹으로 정확하게 설정하기 위해서 센서 노드(10)를 마스터(20a)에 근접하게 이동시켜 그룹화를 진행하는 것이다.
130단계에서 마스터에서 센서 노드(10)를 자신의 그룹으로 설정한 후, 센서 노드(10)는 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경한다(S140). 여기서, 센서 노드(10)의 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경하는 것은 센서 노드(10)를 마스터의 그룹으로 설정한 후, 자동으로 변경하거나 사용자에 의해 수동으로 변경할 수 있다.
그 후, 그룹 설정이 완료되어 통신 신호의 세기가 정상 세기로 복귀된 센서 노드(10)를 사용자는 원하는 위치에 장착한다.
그리고, 사용자가 원하는 위치에 장착된 센서 노드(10)는 그룹으로 설정된 마스터(20)와 지속적으로 통신하여 센서데이터를 주고 받음으로써 센서 네트워크를 구성한다. 즉, 마스터(20)에는 자신의 그룹으로 설정된 센서 노드(10)의 고유 식별 정보가 저장되어 있으므로 센서 노드(10)에서 출력되는 통신 신호의 고유 식별 정 보를 이용하여 그룹으로 설정된 센서 노드(10)와 지속적으로 통신할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드의 그룹 설정 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드의 그룹 설정 장치 중 센서 노드와 마스터의 상세 구성도이다.
도 3은 센서 노드와 센서 노드의 통신 영역에 존재하는 복수의 마스터를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 센서 노드의 그룹 설정 장치의 그룹 설정 과정을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
10...센서 노드 11...입력부
12...감지부 14...제어부
16...저장부 18...통신부
20a~20n...마스터 22...제어부
24...저장부 26...통신부
30...관리 서버

Claims (13)

  1. 센서 노드에서 출력되는 통신 신호의 세기를 줄이고,
    마스터에서 상기 통신 신호가 수신되면, 상기 통신 신호를 발신한 센서 노드를 자신의 그룹으로 설정하는 센서 노드의 그룹 설정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 센서 노드를 그룹으로 설정한 후, 상기 센서 노드에서 출력되는 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경하는 센서 노드의 그룹 설정 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 변경은,
    자동으로 변경하는 것인 센서 노드의 그룹 설정 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 변경은,
    사용자에 의해 수동으로 변경하는 것인 센서 노드의 그룹 설정 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 마스터는,
    상기 그룹으로 설정된 상기 센서 노드에 대하여 그룹 번호를 할당하는 센서 노드의 그룹 설정 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 그룹 설정을 위한 모드는,
    전원이 켜지면 자동으로 진입하는 센서 노드의 그룹 설정 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 그룹 설정을 위한 모드는,
    사용자에 의해 수동으로 진입하는 센서 노드의 그룹 설정 방법.
  8. 그룹 설정 시 통신 신호의 세기를 줄이는 센서 노드;
    상기 통신 신호가 수신되면, 상기 통신 신호를 발신한 센서 노드를 자신의 그룹으로 설정하는 마스터를 포함하는 센서 노드의 그룹 설정 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 센서 노드는,
    상기 그룹 설정 후, 상기 통신 신호의 세기를 정상 세기로 변경하는 센서 노드의 그룹 설정 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 변경은,
    자동으로 변경하는 것인 센서 노드의 그룹 설정 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 변경은,
    사용자에 의해 수동으로 변경하는 것인 센서 노드의 그룹 설정 장치.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 그룹 설정을 위한 모드는,
    전원이 켜지면 자동으로 진입하는 센서 노드의 그룹 설정 장치.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 그룹 설정을 위한 모드는,
    사용자에 의해 수동으로 진입하는 센서 노드의 그룹 설정 장치.
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